1947年，诺贝尔奖获得者Enrico Fermi提出了中子的电荷分布结构，即该中性粒子在其内部中心带有正电荷，而在外边缘存在偏置的负电荷。这也成为60年来，两代物理学家对中子的一个标准认识。然而，美国物理学家进行的一项最新分析研究发现，中子的电荷结构可能并非Fermi认为的那么简单。

 

最近，美国Thomas Jefferson国家加速器实验室、MIT的Bates线性加速器实验室以及德国古滕堡大学的美因茨电子回旋加速器（Mainz Microtron）实验室，从各个方面检测了亚原子粒子（质子、中子等）的性质和运动。

 

利用这三项独立研究的最新数据和一些理论工具，华盛顿大学的Gerald A. Miller发现，如果从中子内整体区域综合考虑，可以认为它的内核和外边缘都存在一定数量带-1/3电荷的下夸克，而在二者的中间层夹着相同数量带+2/3电荷的上夸克。也就是说，中子从外到内电荷结构排列是“负—正—负”的，整体上依然是中性。相关论文发表在9月13日的《物理评论快报》（PRL）网络版上。

 

Miller说，“这一发现很重要，因为这是我们此前不知道的自然界的事实，而现在我们有了更加清晰的了解。”他同时指出，新发现的一个重要方面就是巩固了Fermi关于中子外边缘带有负电荷的认识。

 

除改变人们对中子电荷结构的认识外，新的发现还有助于加深科学家对强相互作用力（strong force）的理解，它是自然界四种基本作用力（其它三种分别是弱相互作用力、电磁力和引力）中最强且作用距离最短的，是质子、中子通过夸克相互作用结合成原子核的基础。